Isolamento Cross-Origin: Mettere in Sicurezza SharedArrayBuffer di JavaScript

Nel panorama in continua evoluzione dello sviluppo web, la sicurezza rimane una preoccupazione fondamentale. L'introduzione di potenti funzionalità come SharedArrayBuffer in JavaScript ha portato significativi miglioramenti delle prestazioni ma ha anche aperto nuove strade a potenziali vulnerabilità di sicurezza. Per mitigare questi rischi, è stato introdotto il concetto di Isolamento Cross-Origin (COOP/COEP). Questo articolo approfondisce le complessità dell'Isolamento Cross-Origin, la sua relazione con SharedArrayBuffer, le implicazioni per la sicurezza e come implementarlo efficacemente nelle tue applicazioni web.

Comprendere SharedArrayBuffer

SharedArrayBuffer è un oggetto JavaScript che permette a più agenti (ad es. Web Workers o contesti diversi del browser) di accedere e modificare la stessa memoria. Ciò consente una condivisione efficiente dei dati e un'elaborazione parallela, che è particolarmente utile per compiti computazionalmente intensivi come l'elaborazione di immagini, la codifica/decodifica video e lo sviluppo di giochi.

Ad esempio, immagina un'applicazione di montaggio video in esecuzione nel browser. Utilizzando SharedArrayBuffer, il thread principale e più Web Workers possono lavorare simultaneamente su fotogrammi diversi del video, riducendo significativamente i tempi di elaborazione.

Tuttavia, la capacità di condividere la memoria tra diverse origini (domini) introduce potenziali rischi per la sicurezza. La preoccupazione principale è lo sfruttamento di attacchi di tipo timing, come Spectre.

La Vulnerabilità Spectre e il suo Impatto

Spectre è una classe di vulnerabilità di esecuzione speculativa che colpisce i processori moderni. Queste vulnerabilità consentono a codice dannoso di accedere potenzialmente a dati a cui non dovrebbe avere accesso, incluse informazioni sensibili memorizzate nella cache del processore.

Nel contesto dei browser web, Spectre può essere sfruttato da codice JavaScript dannoso per far trapelare dati da altri siti web o persino dal browser stesso. Il SharedArrayBuffer, quando non correttamente isolato, può essere utilizzato per misurare con precisione la tempistica delle operazioni, rendendo più facile sfruttare vulnerabilità di tipo Spectre. Elaborando attentamente codice JavaScript che interagisce con SharedArrayBuffer e osservando le differenze di tempo, un aggressore potrebbe potenzialmente dedurre il contenuto della cache del processore ed estrarre informazioni sensibili.

Considera uno scenario in cui un utente visita un sito web dannoso che esegue codice JavaScript progettato per sfruttare Spectre. Senza l'Isolamento Cross-Origin, questo codice potrebbe potenzialmente leggere dati da altri siti web che l'utente ha visitato nella stessa sessione del browser, come dettagli bancari o informazioni personali.

L'Isolamento Cross-Origin (COOP/COEP) in Soccorso

L'Isolamento Cross-Origin è una funzionalità di sicurezza che mitiga i rischi associati a SharedArrayBuffer e alle vulnerabilità di tipo Spectre. Essenzialmente, crea un confine di sicurezza più rigoroso tra diversi siti web e contesti del browser, impedendo al codice dannoso di accedere a dati sensibili.

L'Isolamento Cross-Origin si ottiene impostando due header di risposta HTTP:

• Cross-Origin-Opener-Policy (COOP): Questo header controlla quali altri documenti possono aprire il documento corrente come popup. Impostandolo su same-origin o same-origin-allow-popups si isola l'origine corrente dalle altre origini.
• Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP): Questo header impedisce a un documento di caricare risorse cross-origin che non concedono esplicitamente al documento il permesso di caricarle. Impostandolo su require-corp si impone che tutte le risorse cross-origin debbano essere recuperate con CORS (Cross-Origin Resource Sharing) abilitato e che l'attributo crossorigin debba essere utilizzato sui tag HTML che incorporano tali risorse.

Impostando questi header, si isola efficacemente il proprio sito web da altri siti, rendendo significativamente più difficile per gli aggressori sfruttare vulnerabilità di tipo Spectre.

Come Funziona l'Isolamento Cross-Origin

Analizziamo come COOP e COEP lavorano insieme per ottenere l'Isolamento Cross-Origin:

Cross-Origin-Opener-Policy (COOP)

L'header COOP controlla come il documento corrente interagisce con altri documenti che apre come popup o che lo aprono come popup. Ha tre possibili valori:

• unsafe-none: Questo è il valore predefinito e permette al documento di essere aperto da qualsiasi altro documento. Ciò disabilita essenzialmente la protezione COOP.
• same-origin: Questo valore isola il documento corrente in modo che possa essere aperto solo da documenti della stessa origine. Se un documento di un'origine diversa tenta di aprire il documento corrente, verrà bloccato.
• same-origin-allow-popups: Questo valore permette ai documenti della stessa origine di aprire il documento corrente come popup, ma impedisce ai documenti di origini diverse di farlo. Questo è utile per scenari in cui è necessario aprire popup dalla stessa origine.

Impostando COOP su same-origin o same-origin-allow-popups, si impedisce ai documenti di origini diverse di accedere all'oggetto window del tuo sito web, il che riduce la superficie di attacco.

Ad esempio, se il tuo sito web imposta COOP su same-origin e un sito dannoso tenta di aprire il tuo sito in un popup, il sito dannoso non sarà in grado di accedere all'oggetto window del tuo sito web o a nessuna delle sue proprietà. Ciò impedisce al sito dannoso di manipolare il contenuto del tuo sito web o di rubare informazioni sensibili.

Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP)

L'header COEP controlla quali risorse cross-origin possono essere caricate dal documento corrente. Ha tre valori principali:

• unsafe-none: Questo è il valore predefinito e permette al documento di caricare qualsiasi risorsa cross-origin. Ciò disabilita essenzialmente la protezione COEP.
• require-corp: Questo valore richiede che tutte le risorse cross-origin debbano essere recuperate con CORS abilitato e che l'attributo crossorigin debba essere utilizzato sui tag HTML che incorporano tali risorse. Ciò significa che il server che ospita la risorsa cross-origin deve consentire esplicitamente al tuo sito web di caricare la risorsa.
• credentialless: Simile a `require-corp`, ma omette l'invio di credenziali (cookie, header di autorizzazione) nella richiesta. Questo è utile per caricare risorse pubbliche senza far trapelare informazioni specifiche dell'utente.

Il valore require-corp è l'opzione più sicura ed è raccomandato per la maggior parte dei casi d'uso. Assicura che tutte le risorse cross-origin siano esplicitamente autorizzate ad essere caricate dal tuo sito web.

Quando si utilizza require-corp, è necessario assicurarsi che tutte le risorse cross-origin che il vostro sito carica siano servite con gli header CORS appropriati. Ciò significa che il server che ospita la risorsa deve includere l'header Access-Control-Allow-Origin nella sua risposta, specificando l'origine del tuo sito web o * (che permette a qualsiasi origine di caricare la risorsa, ma generalmente non è raccomandato per motivi di sicurezza).

Ad esempio, se il tuo sito web carica un'immagine da una CDN, il server della CDN deve includere l'header Access-Control-Allow-Origin nella sua risposta, specificando l'origine del tuo sito web. Se il server della CDN non include questo header, l'immagine non verrà caricata e il tuo sito web mostrerà un errore.

L'attributo crossorigin viene utilizzato su tag HTML come <img>, <script> e <link> per indicare che la risorsa deve essere recuperata con CORS abilitato. Ad esempio:

<img src="https://example.com/image.jpg" crossorigin="anonymous">
<script src="https://example.com/script.js" crossorigin="anonymous">

Il valore anonymous indica che la richiesta deve essere effettuata senza inviare credenziali (ad es. cookie). Se è necessario inviare credenziali, è possibile utilizzare il valore use-credentials, ma è anche necessario assicurarsi che il server che ospita la risorsa consenta l'invio di credenziali includendo l'header Access-Control-Allow-Credentials: true nella sua risposta.

Implementare l'Isolamento Cross-Origin

L'implementazione dell'Isolamento Cross-Origin comporta l'impostazione degli header COOP e COEP nelle risposte del tuo server. Il metodo specifico per impostare questi header dipende dalla tecnologia del tuo server.

Esempi di Implementazione

Ecco alcuni esempi di come impostare gli header COOP e COEP in diversi ambienti server:

Apache

Aggiungi le seguenti righe al tuo file .htaccess:

Header set Cross-Origin-Opener-Policy "same-origin"
Header set Cross-Origin-Embedder-Policy "require-corp"

Nginx

Aggiungi le seguenti righe al tuo file di configurazione Nginx:

add_header Cross-Origin-Opener-Policy "same-origin";
add_header Cross-Origin-Embedder-Policy "require-corp";

Node.js (Express)

app.use((req, res, next) => {
  res.setHeader("Cross-Origin-Opener-Policy", "same-origin");
  res.setHeader("Cross-Origin-Embedder-Policy", "require-corp");
  next();
});

Python (Flask)

@app.after_request
def add_security_headers(response):
    response.headers['Cross-Origin-Opener-Policy'] = 'same-origin'
    response.headers['Cross-Origin-Embedder-Policy'] = 'require-corp'
    return response

PHP

header('Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin');
header('Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp');

Ricorda di adattare questi esempi al tuo ambiente e alla tua configurazione server specifici.

Verifica dell'Isolamento Cross-Origin

Dopo aver implementato l'Isolamento Cross-Origin, è fondamentale verificare che funzioni correttamente. Puoi farlo controllando gli header COOP e COEP negli strumenti per sviluppatori del tuo browser. Apri la scheda Rete (Network) e ispeziona gli header di risposta per il documento principale del tuo sito web. Dovresti vedere gli header Cross-Origin-Opener-Policy e Cross-Origin-Embedder-Policy con i valori che hai configurato.

Puoi anche usare la proprietà crossOriginIsolated in JavaScript per verificare se il tuo sito è isolato cross-origin:

if (crossOriginIsolated) {
  console.log("L'Isolamento Cross-Origin è abilitato.");
} else {
  console.warn("L'Isolamento Cross-Origin NON è abilitato.");
}

Se crossOriginIsolated è true, significa che l'Isolamento Cross-Origin è abilitato e puoi usare SharedArrayBuffer in sicurezza.

Risoluzione dei Problemi Comuni

Implementare l'Isolamento Cross-Origin può essere a volte impegnativo, specialmente se il tuo sito web carica molte risorse cross-origin. Ecco alcuni problemi comuni e come risolverli:

• Mancato caricamento delle risorse: Se stai usando COEP: require-corp, assicurati che tutte le risorse cross-origin siano servite con gli header CORS corretti (Access-Control-Allow-Origin) e che tu stia usando l'attributo crossorigin sui tag HTML che incorporano tali risorse.
• Errori di contenuto misto (mixed content): Assicurati che tutte le risorse siano caricate tramite HTTPS. Mischiare risorse HTTP e HTTPS può causare avvisi di sicurezza e impedire il caricamento delle risorse.
• Problemi di compatibilità: I browser più vecchi potrebbero non supportare COOP e COEP. Considera l'uso di una libreria di rilevamento delle funzionalità o di un polyfill per fornire un comportamento di fallback per i browser più datati. Tuttavia, i pieni benefici di sicurezza si ottengono solo nei browser che li supportano.
• Impatto su script di terze parti: Alcuni script di terze parti potrebbero non essere compatibili con l'Isolamento Cross-Origin. Testa a fondo il tuo sito web dopo aver implementato l'Isolamento Cross-Origin per assicurarti che tutti gli script di terze parti funzionino correttamente. Potrebbe essere necessario contattare i fornitori degli script di terze parti per richiedere il supporto per CORS e COEP.

Alternative a SharedArrayBuffer

Sebbene SharedArrayBuffer offra significativi vantaggi in termini di prestazioni, non è sempre la soluzione giusta, specialmente se sei preoccupato della complessità di implementare l'Isolamento Cross-Origin. Ecco alcune alternative da considerare:

• Passaggio di messaggi (Message passing): Usa l'API postMessage per inviare dati tra diversi contesti del browser. Questa è un'alternativa più sicura a SharedArrayBuffer, poiché non comporta la condivisione diretta della memoria. Tuttavia, può essere meno efficiente per trasferimenti di dati di grandi dimensioni.
• WebAssembly: WebAssembly (Wasm) è un formato di istruzioni binarie che può essere eseguito nei browser web. Offre prestazioni quasi native e può essere utilizzato per eseguire compiti computazionalmente intensivi senza fare affidamento su SharedArrayBuffer. Wasm può anche fornire un ambiente di esecuzione più sicuro di JavaScript.
• Service Workers: I Service Workers possono essere utilizzati для eseguire compiti in background e memorizzare dati nella cache. Possono anche essere usati per intercettare richieste di rete e modificare le risposte. Sebbene non sostituiscano direttamente SharedArrayBuffer, possono essere utilizzati per migliorare le prestazioni del tuo sito web senza fare affidamento sulla memoria condivisa.

Vantaggi dell'Isolamento Cross-Origin

Oltre a consentire l'uso sicuro di SharedArrayBuffer, l'Isolamento Cross-Origin offre diversi altri vantaggi:

• Sicurezza migliorata: Mitiga i rischi associati alle vulnerabilità di tipo Spectre e ad altri attacchi di timing.
• Prestazioni migliorate: Permette di usare SharedArrayBuffer per migliorare le prestazioni di compiti computazionalmente intensivi.
• Maggiore controllo sulla postura di sicurezza del tuo sito web: Ti dà più controllo su quali risorse cross-origin possono essere caricate dal tuo sito.
• A prova di futuro: Mentre la sicurezza web continua ad evolversi, l'Isolamento Cross-Origin fornisce una solida base per futuri miglioramenti della sicurezza.

Conclusione

L'Isolamento Cross-Origin (COOP/COEP) è una funzionalità di sicurezza critica per lo sviluppo web moderno, specialmente quando si utilizza SharedArrayBuffer. Implementando l'Isolamento Cross-Origin, puoi mitigare i rischi associati alle vulnerabilità di tipo Spectre e ad altri attacchi di timing, pur sfruttando i benefici prestazionali offerti da SharedArrayBuffer. Sebbene l'implementazione possa richiedere un'attenta considerazione del caricamento delle risorse cross-origin e di potenziali problemi di compatibilità, i benefici per la sicurezza e i guadagni in termini di prestazioni valgono ampiamente lo sforzo. Man mano che il web si evolve, adottare best practice di sicurezza come l'Isolamento Cross-Origin diventa sempre più importante per proteggere i dati degli utenti e garantire un'esperienza online sicura.

Approfondimenti

• Una guida per abilitare l'isolamento cross-origin
• Cross-Origin-Opener-Policy (COOP) - HTTP | MDN
• Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP) - HTTP | MDN